الكثير طائرات بدون طيار تعمل بالهيدروجين في فترة وجيزة، تحولت هذه التقنيات من مجرد خيال علمي إلى أحد أهم الرهانات لمستقبل النقل الجوي. فبين إشبيلية وكييف ومراكز الابتكار المختلفة حول العالم، تتشكل ثورة تكنولوجية حقيقية، تؤثر على الاستخدامات المدنية والعسكرية على حد سواء، ولها آثار مباشرة على الخدمات اللوجستية والأمن والبيئة.
اليوم، النماذج الأولية والنماذج التشغيلية التي تجمع خلايا وقود الهيدروجين، والمحركات الكهربائية، والبطاريات, تحقيق قدر أكبر من الاستقلاليةضوضاء أقل وانبعاثات شبه معدومة. من مشاريع جامعية رائدة في إسبانيا إلى طائرات عسكرية أوكرانية بدون طيار تعمل في القتال الحقيقي، يثبت الهيدروجين أنه يمكن أن يكون عاملاً حاسماً في حركة الطيران على ارتفاعات منخفضة.
طائرة بدون طيار تعمل بالهيدروجين الأخضر في إشبيلية: مختبر التنقل الحضري
يجري إجراء اختبار في إشبيلية طائرة بدون طيار كهربائية للإقلاع والهبوط العمودي مزودة بخلايا وقود هيدروجينية خضراءتم تطوير هذه الطائرة ضمن اتحاد أوروبي، وهي تجمع بين نظام خلايا الوقود الهجين وبطاريات الليثيوم أيون، مما يسمح لها بالطيران لمدة أطول بنسبة 50٪ تقريبًا من الطائرات الكهربائية متعددة المراوح التقليدية التي تعمل بالبطاريات فقط.
يتم توليد الهيدروجين الذي يزود هذا النموذج الأولي بالطاقة بواسطة عمليات إنتاج الطاقة الشمسية والهيدروجين الأخضرلذا، فإن الناتج الثانوي الوحيد لتفاعل خلية الوقود هو بخار الماء. وهذا يعني أنها لا تُصدر أي غازات أو جسيمات ملوثة أثناء الطيران، مما يجعلها منصة مثالية للعمليات في البيئات الحضرية حيث تُعد جودة الهواء عاملاً حاسماً.
كان تصميم أحد أهم التحديات التقنية للمشروع خزان هيدروجين خفيف الوزن وآمن ومتكامل بشكل جيد مع الديناميكا الهوائية للطائرة بدون طيار.قامت شركة Go Ahead Solutions بتطوير خزان متوافق مع شكل جسم الطائرة، مما يسمح بالاستخدام الفعال للمساحة دون المساس بالقدرة على المناورة أو أداء الطيران.
بالإضافة إلى المكونات المادية، يشتمل النظام على برنامج إدارة الطاقة الذي يقرر في أي لحظة كيفية دمج خلية الوقود والبطاريات لتحسين استهلاك الطاقة، وحماية المكونات الأكثر حساسية، وإطالة عمرها الافتراضي. تُعدّ طبقة التحكم الذكية هذه أساسية لجعل الحل قابلاً للتطبيق على المدى المتوسط والطويل، مما يقلل من تكاليف الصيانة والتشغيل.
في هذه اللحظة، طائرة إشبيلية بدون طيار في مرحلة الاختبار التشغيلي في بيئات حقيقيةإذا سارت عمليات التحقق كما هو مخطط لها، فيمكن استخدامها لتسليم البضائع العاجلة، ونقل الإمدادات الطبية، وعمليات التفتيش الصناعية، ومراقبة البنية التحتية الحيوية أو مهام البحث والإنقاذ، وكل ذلك بدون انبعاثات محلية وبتأثير ضوضاء منخفض للغاية.
الاندماج في الفضاء الإلكتروني ودور إسبانيا في النظام البيئي الأوروبي
تُعد هذه الطائرة المسيرة التي تعمل بالهيدروجين الأخضر جزءًا من المشروع مشروع U5-Space، الذي روج له مركز تنمية التكنولوجيا الصناعية (CDTI) بتمويل من برنامج الجيل القادم للاتحاد الأوروبي.إن الهدف العام ليس فقط بناء نموذج أولي لافت للنظر، ولكن أيضًا دمجه في نظام U-Space الأوروبي المستقبلي، وهو الإطار الذي سينظم ويدير حركة الطائرات بدون طيار والطائرات الخفيفة في المجال الجوي الحضري.
تعتزم شركة يو-سبيس أن طائرات بدون طيار بأحجام مختلفة، وطائرات النقل الجوي الحضري، ومركبات أخرى بدون طيار مشاركة سماء المدن بسلاسة، والحد من مخاطر الاصطدامات، وضمان الخصوصية، وفي الوقت نفسه تمكين تطوير خدمات جديدة. صُممت الطائرة المسيرة الأندلسية للعمل بتنسيق ضمن هذا النظام، لتوفير البيانات ولتكون بمثابة ساحة اختبار.
لا تقتصر المساهمة الإسبانية على مجرد تشغيل نموذج تقني جذاب: فالعمل جارٍ على الإجراءات ومعايير الأمن وإرشادات التكامل وهذا سيُستخدم كمرجع على المستوى الأوروبي. عملياً، يتعلق الأمر بضمان تشغيل النقل الجوي الحضري وفقاً لمعايير الاستدامة والكفاءة والسلامة، وأن يلعب الهيدروجين الأخضر دوراً محورياً في هذا السياق.
يجدر التذكير بأنه على الرغم من وجود شركات دولية تقوم بالفعل بالتسويق طائرات بدون طيار تعمل بخلايا وقود الهيدروجين للاستخدام المدني والعسكرييتميز النموذج الذي طُوّر في إشبيلية بتصميمه منذ البداية ليتناسب مع هذا النظام البيئي المنظم والمنسق. وستكون نتائجه بالغة الأهمية في تحديد كيفية اعتماد هذه الأجهزة ومراقبتها والتحكم بها في البيئات الحضرية المعقدة.
يتألف التحالف الذي يقود هذا المشروع التطويري من جامعة إشبيلية، زيلينزا، مجموعة أمبر، جيوآي، فونديتيل، سيدينت-يو بي إم، وجامعة البوليتكنيك في مدريدبميزانية تبلغ حوالي 3,4 مليون يورو ضمن برنامج تكنولوجيا الطيران التابع لمركز تطوير التكنولوجيا الصناعية، فإن هذا المزيج من الجامعات وشركات التكنولوجيا ومراكز الأبحاث يوضح بشكل مناسب نموذج التعاون الذي تسعى أوروبا إلى تعزيزه.
الأشخاص والمواهب التي تقف وراء أول طائرة بدون طيار إسبانية مزودة بخلايا وقود الهيدروجين الأخضر
لا يقتصر الأمر وراء هذا التقدم على الأموال الأوروبية ومعدات المختبرات فحسب، بل يشمل أيضاً فريق من الأساتذة والباحثين الشباب والموظفين التقنيين من يكرس الكثير من الوقت لهذه الفكرة. شخصيات مثل البروفيسورين كارلوس بوردونس ألبا وسيرجيو إستيبان رونثيرو يقودون الجانب الأكاديمي، وينسقون تطوير النظام ويضعون المبادئ التوجيهية للمشروع.
ويعمل إلى جانبهم باحثون ناشئون مثل ألفارو غومار وسيزار موراليس، المسؤولان عن جزء كبير من أعمال التصميم والاختبار والتكاملفي ورشة العمل، يتولى محترفون مثل بابلو مايز مسؤولية تحويل النماذج الرقمية والحسابات إلى أجزاء حقيقية، وضبطها وتصنيعها وتجميع مكونات الطائرة بدون طيار المختلفة.
لا تقتصر هذه الطائرة الإسبانية الأولى بدون طيار المزودة بخلايا وقود الهيدروجين الأخضر على كونها نموذجًا تجريبيًا في المختبر: إنها تمثل نافذة واضحة جداً على مستقبل التنقل الجوي الحضري.تُظهر التجربة أنه لا يلزم أن تكون شركة متعددة الجنسيات كبيرة لدفع حدود التكنولوجيا؛ فالمزيج الصحيح من الجامعات والشركات الصغيرة والمتوسطة المتخصصة ومراكز البحث والتطوير يمكن أن يولد حلولاً تنافسية للغاية.
منطقة الجرافة في إشبيلية في طريقها أيضاً لتصبح موطناً لـ أحد أوائل مرافق تخزين الهيدروجين الأخضر واسعة النطاق في إسبانيايتماشى هذا تماماً مع هذا المجال من العمل. وبهذه الطريقة، تتبوأ المنطقة مكانة رائدة في مجال تقنيات الهيدروجين، ليس فقط للتطبيقات الأرضية، بل أيضاً للتطبيقات الجوية.
بفضل هذه المبادرة، تضع إسبانيا نفسها على خريطة العالم. التنقل الجوي النظيف والفعال باستخدام الطائرات الخفيفة، مستعدة للاندماج في حركة المرور في مدن الغد وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري في قطاع ينمو بوتيرة سريعة.
الأساسيات: لماذا يُعدّ الهيدروجين مناسبًا جدًا للطائرات المسيّرة
لفهم سبب حصول هذه المشاريع على هذا القدر الكبير من الاهتمام، من المفيد مراجعة كيفية دفع معظم الطائرات بدون طيار اليوم. وبشكل عام، تعتمد الطائرات بدون طيار على عائلتان رئيسيتان من أنظمة الدفع: محركات الاحتراق التي تستخدم البنزين (أو مشتقاته) والمحركات الكهربائية التي تعمل ببطاريات الليثيوم.
الكثير طائرات بدون طيار مزودة بمحركات احتراق داخلي ووقود سائل تُستخدم هذه المحركات عادةً على منصات أكبر وفي مهام تتطلب قدرة تحمل تتجاوز 30 دقيقة، لا سيما في الطائرات ذات الأجنحة الثابتة. تتميز بكثافة طاقة جيدة، لكنها تُصدر ضوضاء واهتزازات وانبعاثات ملوثة، وتتطلب صيانة أكثر.
وعلى الجانب الآخر يوجد طائرات بدون طيار كهربائية مزودة ببطاريات ليثيوم أيونالخيار السائد في الطائرات متعددة المراوح الصغيرة والمتوسطة الحجم. فهي أكثر هدوءًا، وأسهل في الصيانة، وتتيح تحكمًا دقيقًا للغاية، لكن عيبها الرئيسي هو مدة الطيران: عادةً ما تتراوح بين 20 و30 دقيقة من وقت الطيران المفيد في التطبيقات القياسية.
من وجهة نظر الطاقة، تتميز بطارية الليثيوم بـ كثافة طاقة تقريبية تبلغ 0,2 كيلوواط ساعة/كجمبينما تبلغ قيمة الطاقة الحرارية للوقود مثل البنزين حوالي 1,4 كيلوواط ساعة لكل كيلوغرام. هذا الفرق يفسر سبب صعوبة استبدال محركات الاحتراق الداخلي عند الحاجة إلى مدى طيران طويل أو ساعات طيران متواصلة عديدة.
لقد وصلت خلايا وقود الهيدروجين الحديثة للطائرات بدون طيار لسد الفجوة: فهي توفر، بالنظر إلى البطارية بالإضافة إلى أسطوانة غاز الهيدروجين المضغوطبفضل كفاءة طاقة تبلغ حوالي 1 كيلوواط ساعة/كيلوغرام، يمثل هذا تحسناً يصل إلى أربعة أضعاف مقارنةً بالبطاريات التقليدية، مع أنه لا يزال أقل كفاءة من البنزين. ويتيح ذلك مدىً يزيد عن ساعتين مع الحفاظ على نظام دفع كهربائي بالكامل.
المزايا التشغيلية: استقلالية أكبر، ضوضاء أقل، وانعدام الانبعاثات
تُسوّق خلايا الوقود الخاصة بالطائرات بدون طيار في تتراوح القدرة من حوالي 250 واط إلى حوالي 2.500 واطيشمل ذلك كل شيء بدءًا من طائرات الاستطلاع الصغيرة بدون طيار وصولًا إلى الطائرات التي يصل وزنها إلى حوالي 25 كيلوغرامًا عند الإقلاع. وفي العديد من التكوينات، تُدمج هذه الطائرات مع بطارية مساعدة لتغطية ذروة الطلب على الطاقة، على سبيل المثال، أثناء الإقلاع أو المناورات المفاجئة.
تتمثل إحدى المزايا الرئيسية في أنه باستخدام الهيدروجين كوقود، ينتج عن التفاعل الكهروكيميائي للبطارية الماء فقطوهذا يعني أن الطائرة بدون طيار لا تنبعث منها غازات الاحتراق، ولا ثاني أكسيد الكربون ولا أكاسيد النيتروجين، وهو أمر ذو أهمية خاصة للعمليات المطولة فوق المدن أو المناطق المحمية أو المنشآت الحساسة.
ثمة تحسين مهم آخر يأتي من الجانب الصوتي والحراري: وذلك من خلال الاعتماد على محركات كهربائية تعمل بالطاقة الكهربائية المولدة في البطاريةيُعدّ الضجيج الناتج عن هذه الطائرات المسيّرة أقل بكثير من ضجيج محركات الاحتراق التقليدية. علاوة على ذلك، فهي تُصدر حرارة أقل بكثير، مما يقلل من بصمتها الحرارية ويجعل رصدها باستخدام كاميرات الأشعة تحت الحمراء أو أجهزة الاستشعار المماثلة أكثر صعوبة.
في التطبيقات العسكرية، هذا المزيج من استقلالية أكبر، ومستوى ضوضاء منخفض، وبصمة حرارية أقل تتمتع هذه التقنية بقيمة استراتيجية هائلة. فهي تسمح بتنفيذ مهام أطول خارج نطاق الرؤية المباشرة، ومراقبة الهدف لفترات أطول، وتقلل من فرص اكتشافها من قبل دفاعات العدو.
تشير بيانات الاستهلاك النموذجية على المنصات التي يبلغ وزنها حوالي 25 كجم إلى حوالي 200 غرام من الهيدروجين في الساعة للطائرات متعددة المراوح وحوالي 100 غرام في الساعة للطائرات بدون طيار ذات الأجنحة الثابتةيُستفاد من كون هذه الأخيرة أكثر كفاءة في رحلات الطيران المستقرة. هذا، إلى جانب مرونة تصميم الزجاجات أو الخراطيش، يُسهّل تكييف مستوى الاستقلالية مع نوع المهمة.
تكاليف الهيدروجين وإمداداته للطائرات بدون طيار
من وجهة نظر اقتصادية، لا تزال خلايا الوقود للطائرات بدون طيار تقنية باهظة الثمن نسبياً: تبلغ تكلفة الوحدات ذات الطاقة المنخفضة حوالي 10.000 دولار.بينما يمكن أن تصل تكلفة تلك التي تتمتع بسعة أكبر إلى 40.000 ألف دولار، بما في ذلك نظام التخزين (الزجاجة) ومنظم الضغط اللازم للتشغيل الآمن.
يمكن توفير الهيدروجين نفسه من خلال محطات إعادة تعبئة الهيدروجين أو أسطوانات فولاذية عالية الضغطلا تزال هناك محطات قليلة لخدمة الهيدروجين في إسبانيا، حوالي ست محطات، حيث يبلغ متوسط السعر حوالي 10 يورو/كجم، مع حد أدنى لتكلفة إعادة التزود بالوقود يبلغ حوالي 50 يورو.
عندما تختار زجاجات سعة 50 لترًا بضغط 200 بارقد تصل تكلفة الكيلوغرام الواحد من الهيدروجين إلى 100 يورو. ورغم أن هذا الرقم يبدو مرتفعاً، إلا أنه من المهم مراعاة استهلاك الوقود المنخفض نسبياً للطائرات المسيّرة والقيمة المضافة التي توفرها في المهام الحرجة، حيث يبرر المدى الإضافي والقدرة على التخفي الاستثمار فيها.
عادةً ما يتغير وزن مجموعة خلية الوقود بالإضافة إلى مجموعة الزجاجة بين 3 و 10 كجماعتمادًا على القوة والسعة، فإن هذه العلاقة بين الكتلة والطاقة المخزنة هي بالضبط ما يسمح بتأثير مضاعف في وقت الطيران مقارنة بنظام يعمل بالبطاريات حصريًا، مع الحفاظ على حجم مماثل للطائرة.
على الرغم من ارتفاع الأسعار اليوم، فمن المعقول أن نعتقد أن المنافسة بين المصنعين والإنتاج على نطاق أوسع ستستمر التكاليف في الانخفاض في السنوات القادمة، خاصة إذا اكتسب الهيدروجين زخماً في قطاعات أخرى مثل النقل الثقيل أو الصناعة أو تخزين الطاقة الثابت.
التطورات الدولية: كوريا الجنوبية، المملكة المتحدة، الولايات المتحدة الأمريكية، وغيرها
وعلى الصعيد الدولي، أطلقت العديد من الشركات المصنعة منتجاتها بالفعل في السوق. طائرات بدون طيار تعمل بخلايا وقود الهيدروجين، مناسبة للتطبيقات المدنية والعسكريةإحدى أكثر الحالات التي تم الاستشهاد بها هي حالة الشركة الكورية DOOSAN Mobility، التي تقدم كلاً من طائرة بدون طيار سداسية المراوح وطائرة بدون طيار ثابتة الجناحين مزودة بأنظمة الهيدروجين.
في المملكة المتحدة، تقوم شركة Intelligent Energy بتسويق طائرة سداسية المراوح تزن حوالي 25 كجم صُممت هذه التقنية لحمل حمولات كبيرة ومهام طويلة الأمد، ويركز اقتراحها على استبدال البطاريات بخلايا الوقود لمضاعفة المدى دون زيادة كتلة النظام الإجمالية بشكل مفرط.
كما أنها تبرز في قطاع موردي البطاريات من الأطراف الثالثة. الشركة الأمريكية H3 Dynamicsوالتي توفر حلولاً بقدرة تصل إلى 2.000 واط. ويمكن دمج هذه البطاريات في منصات طورتها شركات مصنعة أخرى أو في مشاريع هندسية محددة، كما هو الحال في بعض النماذج الأولية الأوروبية.
إذا نظرنا إلى المجال العسكري، فسنجد تطورات مثل... نظام Heven AeroTech Z1 ذو الأصل الإسرائيلي الأمريكيصُممت هذه الطائرات للعمل في بيئات قتالية. ورغم أن هذا الطراز تحديداً لم يُستخدم بعد في عمليات حقيقية، إلا أنه يُظهر الاتجاه الذي تسلكه الصناعة فيما يتعلق بإيجاد طائرات بدون طيار سرية ذات قدرة تحمل طويلة وبصمة حرارية منخفضة.
في هذا السياق، من الواضح أن الهيدروجين أصبح خيار قوي بشكل متزايد للمهام التي تتطلب ساعات طويلة في الجوسواء كان ذلك يشمل مراقبة البنية التحتية، أو الدعم في حالات الطوارئ، أو فحص خطوط الكهرباء، أو مراقبة الحدود، أو المهام التكتيكية في مناطق النزاع.
قضية رايبيرد في أوكرانيا: الهيدروجين في القتال الحقيقي
يُعدّ اعتماد هذا المجال من قِبل القوات الدفاعية الأوكرانية، مزودة بطائرة استطلاع بدون طيار من طراز رايبيرد بنظام هيدروجيني هجينيُعتبر هذا الجهاز، الذي طورته شركة سكايتون المحلية، أول طائرة بدون طيار تعمل بخلايا الوقود من نوعها يتم نشرها في حرب حقيقية.
توجد الطائرات المسيرة التي تعمل بالهيدروجين منذ ما يقرب من عقدين من الزمن، ولكن حتى وقت قريب كانت نماذج تجريبية مصممة خصيصًا للرحلات الجوية على ارتفاعات عالية ولفترات طويلة أكثر من كونها مناسبة لمهام القتال اليومية. تمثل الحالة الأوكرانية تحولاً في المرحلة: فقد أعيد تصميم النظام ليتحمل الظروف القاسية للجبهة ويوفر مزايا تكتيكية حقيقية.
لتكييف طائرة رايبيرد الأصلية، التي كانت تعمل بمحرك احتراق داخلي، اضطر المهندسون في سكايتون إلى إعادة التفكير بشكل كامل في تصميم جسم الطائرة لاستيعاب خزانات الهيدروجينوالتي تشغل حجماً أكبر من خزانات الوقود السائل التقليدية. وقد استلزم ذلك تغييرات في الهيكل وتوزيع الكتلة.
نظام الدفع الناتج هو نظام هجين: يُستخدم الهيدروجين لتشغيل خلية وقود تولد الكهرباءتُستخدم هذه الطاقة لتشغيل المحركات الكهربائية التي توفر قوة الدفع. هذا التصميم الجديد يقلل بشكل كبير من الضوضاء الميكانيكية ويزيل صوت الطنين المعتاد لمحركات الأشواط الأربعة، وهو ما يمثل ميزة كبيرة في مهام الاستطلاع السرية.
علاوة على ذلك، فإن استخدام المحركات الكهربائية يجعله البصمة الحرارية للطائرة بدون طيار أصغر بكثيريُعقّد هذا الأمر عملية رصدها بواسطة أنظمة الدفاع القائمة على الأشعة تحت الحمراء. فعلى جبهة مكتظة بأجهزة الاستشعار كالجبهة الأوكرانية، تُمثّل هذه القدرة على "الاختفاء" من الخريطة الحرارية فرقًا واضحًا مقارنةً بالنماذج التقليدية.
أداء رايبيرد والخدمات اللوجستية في الخطوط الأمامية
طائرة رايبيرد المعدلة بالهيدروجين يبلغ وزنها التقريبي 23 كيلوغرامًا ويبلغ طول جناحيها حوالي 4,7 متريمكنها حمل ما يصل إلى 10 كيلوغرامات من الحمولة، والتي تتكون عادةً من أجهزة رادار وكاميرات وأجهزة استشعار متطورة أخرى موجهة نحو الاستطلاع بعيد المدى والمراقبة العميقة.
تعمل هذه الطائرة بدون طيار بواسطة سرعة الإبحار تقارب 110 كم/ساعةيُمكّنها هذا من قطع مسافات طويلة في وقت قصير نسبيًا. ورغم أن مداها الحالي يبلغ حوالي 12 ساعة من الطيران المتواصل، إلا أن شركة سكايتون تدّعي أنها تعمل على تمديده إلى 20 ساعة من خلال تحسينات في النظام وتطوير إدارة الطاقة.
الجهاز غير مسلح: وظيفته الأساسية هي الحصول على معلومات استخباراتية عن أراضي العدوبإمكانها التحليق لساعات فوق المناطق المستهدفة دون لفت الانتباه. وهي قادرة على العمل في نطاقات درجات حرارة شديدة الصعوبة، من حوالي -35 درجة مئوية إلى حوالي +55 درجة مئوية، وهو أمر ضروري في المناخ القاسي لبعض مناطق أوكرانيا.
فيما يتعلق بالخدمات اللوجستية، قام مديرو البرنامج بتبسيط إمدادات الوقود من خلال اختيار خراطيش هيدروجين قابلة للتبديل ووحدات متنقلة صغيرة الحجم قادرة على توليد الهيدروجين في الموقعوهذا يسمح بإعادة التموين بالقرب من الجبهة دون الاعتماد على بنية تحتية ثابتة، وهي ميزة واضحة في السيناريوهات الديناميكية.
ووفقًا للرئيس التنفيذي لشركة سكايتون، رومان كنيازينكو، فإن هذا التغيير يعني سنتان من الاختبارات المعملية المكثفة وإعادة تصميم كاملة لمفهوم الطائرة، مع الحفاظ على فئة الوزن والفئة العامة للطائرة بدون طيار، ولكن استبدال بنية الاحتراق الأصلية بنظام دفع كهربائي يعتمد على الهيدروجين.
الابتكار في إسبانيا: طائرات الدفاع بدون طيار ومشاريع التدريب
وعلى الصعيد الوطني، بالإضافة إلى مشروع إشبيلية، يجري تنفيذ مشاريع أخرى أيضاً. مبادرات تجريبية تركز على الطائرات المسيرة التي تعمل بالهيدروجين لأغراض الدفاع والتدريبومن الأمثلة على ذلك تطوير طائرة بدون طيار ثابتة الجناح تزن حوالي 20 كجم ويبلغ طول جناحيها 4 أمتار، وقد صُممت خصيصًا لدراسة جدوى هذه التقنية.
تم تصميم هذا النموذج الأولي بواسطة شركة أوميكرون للهندسة (مجموعة ITE) ضمن مشروع ابتكار التدريب المهني الممول من وزارة التعليم والتدريب المهنيتستخدم هذه الطائرة خلية وقود بقدرة 1.000 واط مقدمة من شركة H3 Dynamics، وقد أصبحت أول طائرة بدون طيار ثابتة الجناحين تحلق في إسبانيا باستخدام الهيدروجين كوقود.
حتى الآن، أتاحت الاختبارات إمكانية تحقيق رحلات جوية بمدة استقلالية تقارب ساعة واحدةعلى الرغم من أن برنامج الاختبار مستمر بهدف تجاوز ساعتين من خلال تعديلات الديناميكا الهوائية والوزن وإدارة الطاقة، إلا أن المشروع يخدم أيضًا تدريب الطلاب والفنيين في مجال سيكون عليه طلب كبير في السنوات القادمة.
يؤكد هذا النوع من التطور أن نظام دفع بخلايا وقود الهيدروجين للاستخدامات العسكرية والأمنية يُتيح هذا المجال إمكانات هائلة، لا تزال غير مُستغلة إلى حد كبير، سواء في إسبانيا أو على مستوى العالم. ولا تزال معظم الطائرات العسكرية المُسيّرة الحالية تعتمد على محركات الاحتراق الداخلي أو البطاريات، مع وجود عدد قليل جدًا من النماذج التشغيلية المُجهزة بخلايا الوقود.
مع نضوج التكنولوجيا، من المرجح أن تظهر أشياء جديدة مفاهيم جديدة للطائرات بدون طيار مُكيّفة لمهام المراقبة المستمرةالعمليات الخاصة أو الدعم في البيئات التي يكون فيها الصمت وانخفاض البصمة الحرارية والاستقلالية الطويلة أمراً بالغ الأهمية، كل ذلك مع تقليل التأثير البيئي.
تصاميم بديلة: طائرات توصيل بدون طيار وطائرات جيروسكوبية تعمل بالهيدروجين
لا يقتصر الأمر على الطائرات بدون طيار ذات الأجنحة الثابتة أو الطائرات متعددة المراوح التقليدية: فهناك أيضًا مشاريع تستكشف تكوينات أقل شيوعًا، مثل الطائرات ذاتية الدوران بدون طيارصُممت هذه الطائرات لتوصيل الطرود على الطرق المتوسطة والطويلة. وقد اقترحت إحدى هذه الدراسات تصميم طائرة بدون طيار للتوصيل تستخدم خلية وقود هيدروجينية بدلاً من البطاريات أو محركات الاحتراق التقليدية.
الفكرة الأساسية هي الاستفادة من مزايا الطائرة ذاتية الدوران كمنصة طيران: تتميز بثبات جيد، وقدرة على العمل بسرعات منخفضة، وهامش أمان في حالة تعطل المحرك.بالإضافة إلى المدى الإضافي الذي يوفره الهيدروجين، فإن هذا يسمح باستكشاف قطاعات سوقية أقل تشبعًا من تلك الخاصة بالطائرات متعددة المراوح ذات المدى القصير.
في ذلك العمل، أ تحليل سوق الطائرات بدون طيار الحالي، وتصنيف أنواع الطائرات، والمواد الهيكلية، ومصادر الطاقة المتاحة.ومن ثم، تمت دراسة مشاريع مماثلة لتقييم الحلول الأكثر جدوى والفجوات الابتكارية المتبقية التي لم يتم استغلالها.
خلال مرحلة التصميم، تم اختيار ما يلي مكونات تجارية فعلية لجميع العناصر الإلكترونية (وحدات التحكم، وأجهزة الاستشعار، والمشغلات)، وكذلك لخلايا الوقود، وخزان الهيدروجين، والمحرك. ومن خلال عملية تكرارية لحساب الكتل وتحديد أبعاد أسطح الرفع والتثبيت، تم تعديل النموذج حتى تم تحقيق توازن مقبول بين الوزن والمدى والأداء.
تم عرض التصميم النهائي في نماذج ثلاثية الأبعاد باستخدام أدوات التصميم بمساعدة الحاسوب مثل SolidWorksوقد أتاح ذلك إجراء دراسة تفصيلية لمركز الثقل، والاستقرار العام، وتكامل جميع الأنظمة الفرعية. ويختتم المشروع بتحليل جدوى فنية وقانونية واقتصادية لإمكانية دمجه في البيئة التنظيمية الحالية.
يشير هذا النظام البيئي الكامل للمشاريع - بدءًا من النماذج الأولية الجامعية وصولًا إلى التطورات التجارية واختبارات القتال - إلى نفس الاتجاه: من المتوقع أن تلعب خلايا وقود الهيدروجين دوراً بالغ الأهمية في الجيل القادم من الطائرات بدون طيار.فهي توفر توازناً جذاباً للغاية بين الاستقلالية والخصوصية والاستدامة، وهو ما لا تستطيع البطاريات وحدها توفيره حتى الآن.
اليوم، فإن الجمع بين التطورات في خلايا الوقود، والخزانات خفيفة الوزن، وإدارة الطاقة، والأطر التنظيمية مثل برنامج U-Space يعني أن تتحول طائرات الهيدروجين بدون طيار من كونها مجرد فضول تكنولوجي إلى أداة بالغة الأهمية لأغراض الخدمات اللوجستية والدفاع والطوارئ والتفتيش، حيث تضع إسبانيا ودول أخرى نفسها في طليعة هذا التحول الجوي الذي، شيئًا فشيئًا، يتوقف عن كونه مستقبليًا ليصبح جزءًا من المشهد اليومي لمدننا وسمائنا.
